DNA是主要的遺傳物質(zhì)課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

DNA是主要遺傳物質(zhì)目錄CONTENTS對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題探討遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)1、具有儲(chǔ)存大量遺傳信息的能力2、在細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖過(guò)程中能精確的復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性3、控制生物性狀4、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定12345孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)豌豆實(shí)驗(yàn)證明生物的性狀由遺傳因子控制染色體在遺傳上的連續(xù)性和穩(wěn)定性摩爾根通過(guò)果蠅實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體主要組成成分蛋白質(zhì)和DNA

遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期探索20世紀(jì)30年代20世紀(jì)20年代蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)占主導(dǎo)地位。一、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期探索項(xiàng)目S型細(xì)菌R型細(xì)菌菌落菌體有無(wú)莢膜有無(wú)毒性有無(wú)多糖莢膜有無(wú)表面光滑Smooth表面粗糙RoughS型肺炎鏈球菌：使人患肺炎，使小鼠患敗血癥死亡二、格里菲斯肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料：肺炎鏈球菌R型菌（菌落粗糙）S型菌（菌落光滑）注射R型活細(xì)菌第一組R型菌+加熱殺死的S型細(xì)菌第四組注射加熱殺死的S型細(xì)菌第三組注射S型活細(xì)菌第二組說(shuō)明R型菌無(wú)毒性說(shuō)明S型菌有毒性說(shuō)明加熱殺死的S型菌失去毒性二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程①對(duì)比第一、第二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明了什么？R型活細(xì)菌不會(huì)使小鼠死亡，而S型活細(xì)菌可使小鼠死亡。②對(duì)比第二、第三組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說(shuō)明了什么？加熱殺死的較為徹底，加熱致死的S型細(xì)菌不會(huì)使小鼠死亡。3.思考與討論③第四組小鼠為什么會(huì)死亡？體內(nèi)分離出的S型細(xì)菌從哪里來(lái)？體內(nèi)有活的S型細(xì)菌?；畹腞型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細(xì)菌。4.實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子艾弗里和他的同事將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后，設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物，將細(xì)胞提取物加入有R型活菌的培養(yǎng)基中，觀察除去相關(guān)物質(zhì)后，細(xì)胞提取物的功能。1.實(shí)驗(yàn)思路：S型細(xì)菌的化學(xué)組分圖多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)……DNARNA多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)DNARNA……二、艾弗里肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2.如何獲得細(xì)胞提取物？

將S型細(xì)菌用去氧膽酸鹽溶液漂洗數(shù)次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。

將沉淀溶于鹽溶液，然后用氯仿抽提2—3次除去蛋白質(zhì)，再用乙醇沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，加入能夠水解多糖的酶，在37℃水解4-6h，經(jīng)鑒定溶液中的多糖已除去。

再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶和殘留的蛋白質(zhì)，然后用乙醇沉淀。這樣他們從75L培養(yǎng)物中得到10-25mg沉淀，然后將沉淀溶于鹽溶液制成細(xì)胞提取物。提取物中主要含有少量蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和RNA、DNA3.提取物中含有什么？有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基加熱致死的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物第一組+S型細(xì)菌R型細(xì)菌有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液加熱致死的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物第二至第四組+S型細(xì)菌R型細(xì)菌混合混合有R型細(xì)菌的培養(yǎng)液加熱致死的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取液第五組+混合只長(zhǎng)R型細(xì)菌DNA酶蛋白酶（或RNA酶、酯酶）二、艾弗里肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)4.實(shí)驗(yàn)過(guò)程結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時(shí)證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)。5.實(shí)驗(yàn)過(guò)程歸納適應(yīng)范圍：在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，控制自變量可以采用。含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。舉例：在“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)中，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeC13溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就利用了“加法原理”。加法原理含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。舉例：在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，就利用了“減法原理”。減法原理對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組6.科學(xué)方法——自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”（P46）

艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中無(wú)法真正提取出純DNA來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。

那么，有沒(méi)有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料，還能夠把蛋白質(zhì)和DNA徹底分開(kāi)？1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，完成了另一個(gè)有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖（1）專一性寄生大腸桿菌（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有蛋白質(zhì)和DNA組成T2噬菌體1.特點(diǎn)：三、T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)（3）按照寄主分，屬于細(xì)菌病毒。按照遺傳物質(zhì)分屬于DNA病毒。（4）繁殖時(shí)，僅將遺傳物質(zhì)導(dǎo)入大腸桿菌，其他物質(zhì)保留在大腸桿菌外DNA：C、H、O、N、P(磷幾乎存在于DNA中)用32P標(biāo)記噬菌體的DNA。

用14C和18O同位素標(biāo)記可行嗎？DNA和蛋白質(zhì)不能直接觀察，怎么辦？2.實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法蛋白質(zhì)：C、H、O、N、S（Se、Fe)（僅蛋白質(zhì)含有S）用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)。3.噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程吸附注入合成組裝釋放噬菌體吸附在細(xì)菌表面把DNA注入到細(xì)菌細(xì)胞利用細(xì)菌的化學(xué)成分和酶系統(tǒng)合成出噬菌體的DNA、蛋白質(zhì)新合成的DNA、蛋白質(zhì)組裝成很多噬菌體細(xì)菌解體，釋放出噬菌體噬菌體增殖的過(guò)程3.噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程制備含有放射性標(biāo)記噬菌體過(guò)程示意圖離心含35S培養(yǎng)基含35S大腸桿菌噬菌體侵染含35S大腸桿菌含35S噬菌體含32P培養(yǎng)基含32P大腸桿菌噬菌體侵染含32P大腸桿菌含32P噬菌體4.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程大腸桿菌＋含35S的培養(yǎng)基→含35S的大腸桿菌大腸桿菌＋含32P的培養(yǎng)基→含32P的大腸桿菌第二步：標(biāo)記T2噬菌體噬菌體＋含35S的大腸桿菌→含35S的噬菌體噬菌體＋含32P的大腸桿菌→含32P的噬菌體第一步：標(biāo)記大腸桿菌第三步：已標(biāo)記噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌分別用35S或32P的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌。4.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程35S標(biāo)記的噬菌體用35S標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細(xì)菌裂解后檢測(cè)子代噬菌體的放射性上清液放射性很高沉淀物放射性很低子代噬菌體中無(wú)35S4.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程32P標(biāo)記的噬菌體子代噬菌體中含32P用32P標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時(shí)間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)細(xì)菌裂解后檢測(cè)子代噬菌體的放射性上清液放射性很低沉淀物放射性很高4.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)表明：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)胞外。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代的DNA遺傳的。DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。能不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論不能

用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。35S標(biāo)記的噬菌體上清液放射性很高沉淀物放射性很低子代噬菌體中無(wú)35S6.實(shí)驗(yàn)分析肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者思路分離方式結(jié)論格里菲思艾弗里赫爾希和蔡斯設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開(kāi)，單獨(dú)研究它們的作用。酶解法:分別去除DNA和蛋白質(zhì)同位素標(biāo)記法：標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。DNA是遺傳物質(zhì)7.三個(gè)實(shí)驗(yàn)的比較少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA隨著對(duì)病毒研究的深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)許多病毒中只含有蛋白質(zhì)和RNA，沒(méi)有DNA，比如煙草花葉病毒（簡(jiǎn)稱TMV）。